五金模具拉傷的原因及（jí）解決措施

工（gōng）件成（chéng）形過程中拉傷產生的原因主要有以下兩種（zhǒng）：

一是由於模具凸、凹模表（biǎo）麵的宏觀機械凹凸不平或被成形材料與模具凸、凹模表麵之間夾雜其（qí）他硬質顆（kē）粒，都會（huì）在工件（jiàn）表麵或模具凸、凹模表麵（miàn）形成（chéng）機械的磨損，解決方法是對模具凸、凹（āo）模表麵進行仔（zǎi）細研磨加工，並加強生產環境的管理。

二是由（yóu）於工件表麵與模具凸、凹（āo）模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳細分析粘著磨損的產生及減少粘（zhān）著磨損的一些基本措施（shī）。解決模具及工件成（chéng）形過程中的拉傷問題應依照減小（xiǎo）粘著磨損的基本原則，通過改變接觸副的性質作為出（chū）發點。

以下就構成此對接觸副的三方，即被成形工件的原材（cái）料方麵（miàn）、工件與模具之間、模（mó）具方麵分別予（yǔ）以分析。

1. 通過對原材料進行表麵處理，如對原材料進行磷化、噴（pēn）塑或其他表麵處理，使被成形材料表麵形成一層非金屬膜層，可以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方法往往成本較高，並需要添加（jiā）另外的（de）生產設備（bèi）和增加生產工（gōng）序，盡管這種方法有時有些效果，實（shí）際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材料（liào）之間加（jiā）一（yī）層PVC之類的薄膜（mó），有時也可以解（jiě）決工件的拉（lā）傷問題（tí）。對於生產（chǎn）線，通過機構可以達到連續供給薄膜，而對於周期生產的衝（chōng）壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響生產效率，此方法（fǎ）一般成本也很高，還會產（chǎn）生大量廢料，對於小批（pī）量的大型工件的生（shēng）產采用此種方法是可取的。在一些成形負荷很小的場合，有（yǒu）時通過添加潤（rùn）滑（huá）油或加EP(極壓（yā）)添加劑的潤滑油就可以解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通（tōng）過改變模具凸、凹模材料或對模具凸（tū）、凹模進行表麵處理（lǐ），使被成形材料與凸、凹模這對接觸副性質發（fā）生改變。實踐表明，這是解決拉傷問題（tí）經濟而有（yǒu）效的（de）方法，也是目前廣泛（fàn）采用的方法。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工（gōng）件的拉傷問題，可以采用硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性能很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具，由於燒製大型硬質合（hé）金塊（kuài）較困難，即使燒製成功，加工過程中也有可能出現開裂，成材率低，有些幾乎難以成形。此外硬質合金性脆，搬（bān）運、安裝使用過程中都要極（jí）其小（xiǎo）心，稍有不慎就有可能（néng）出現崩塊或開裂而報廢。另外（wài），由於（yú）硬質合金的組織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳（tàn）化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性（xìng）能較差，使用過程中鈷相會（huì）優先磨損，使（shǐ）凸、凹模表麵形成凹凸不平，如此（cǐ）生產（chǎn）出來的工件表（biǎo）麵也會出現拉痕，此時需對模具凸、凹模表麵進（jìn）行研磨拋（pāo）光後方可進行再生產。采用合適的銅基合金也可解決工件的拉傷問題，但（dàn）銅（tóng）基合金一般硬度較低，易出（chū）現磨損超（chāo）差，在大（dà）批量生產（chǎn）的情況下，這種材料的性價比較低。對於（yú）較大型的模具，如汽車覆蓋件的（de）成形模具（jù），大量采用了合金鑄鐵（tiě），鑄鐵隻能減輕工件的拉（lā）傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問（wèn）題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製作的模具往往壽命比較短，在使用一段時間後，如出現拉傷，又（yòu）需修模並重新進行表麵處理。

（2）通（tōng）過對模具進行表麵處理特別是對模具凸（tū）、凹模進行表麵超硬化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效的方法。表麵處理方（fāng）法有多種，比較常用（yòng）的有：鍍層方麵有鍍硬鉻（gè）、化學鍍鎳（niè）磷、刷鍍（dù）特種合金等；化學熱處理方麵有各類（lèi）滲氮、滲（shèn）硼、滲硫等；表麵超硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相（xiàng）沉積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層（céng）處理。電鍍、化學鍍（dù）、刷鍍是通過電化學或化學反應的方（fāng）法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍層性能各異。就耐磨抗咬合用（yòng）途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合（hé）金等。對於成（chéng）形負荷較（jiào）輕或大（dà）型模具采用這些方法有時可以取得一定（dìng）的效果。這類表麵處理存在的問題是一方麵（miàn）由於表（biǎo）麵硬化層的硬度較低，容易出（chū）現磨損，而鍍（dù）層一旦磨損，拉傷又會出現。另一方麵，鍍層與基體材料（liào）機械結合，在負荷較（jiào）大的場合，有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落（luò），其功效也就失去。化學熱處理是將工件放入含某種或某（mǒu）幾種（zhǒng）化學元素的介質中加熱保溫，通過工件與介（jiè）質的物理化學作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後以適當的方式冷（lěng）卻，從而改變了工件表麵的成分和組織結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化學熱處（chù）理的種類（lèi）很（hěn）多，根據（jù）所滲元素不同分類為：各種（zhǒng）滲碳、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲（shèn）、滲硼、滲硫、滲鋁、滲（shèn）鋅、滲其他各種金屬等。以（yǐ）耐磨、減摩、抗拉傷（shāng）為目的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫幾種。

采用合適的模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較常規鋼（gāng）製模具高得（dé）多的抗拉（lā）傷性（xìng）能（néng）。在缺乏其他表麵處理工藝方法的情況下，這不適為一種較好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處（chù）理而（ér）言，滲氮的化合物層具有很高（gāo）的抗拉傷性能，但由於其硬化效（xiào）果有限(一般l200Hv以（yǐ）下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨性（xìng）有限，而化合物層一旦（dàn）磨損，拉傷又會出現，所以（yǐ）在大批量生產過程中（zhōng）滲（shèn）氮（dàn）處理往往還無法滿足生產要求。就滲硼工藝而言（yán），其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經（jīng）驗，滲硼質量（liàng）的穩定性和滲硼工件變形較大以及滲硼層抗拉傷性能（néng）較差是製約該技術在成形（xíng）類模具上應用的幾個重要因素。滲硫（liú）技術具有（yǒu）較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好的效果，但對於負荷較大的成形（xíng）類模（mó）具，效果有限。表（biǎo）麵超硬化處理是指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉（chén）積(Ev'D)、物理化學氣相沉（chén）積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理的共同特（tè）點（diǎn）是都可以在工件表麵（miàn）形成2 000 HV以（yǐ）上的硬（yìng）化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學（xué）氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決工件拉傷效果最好的方法。而經物理氣相沉積（jī）(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的（de）工件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也（yě）具有極高的耐磨、抗拉（lā）傷性（xìng）能（néng），但由於其膜基（jī）結合力較CYD和TD覆層（céng）處理差距較大，往往在使用過程中過甲（jiǎ）j脫落，發揮不出表麵超硬化層的（de）性能特點，因此這兩種（zhǒng）方法除在載荷較小（xiǎo）的情況下有可能具有效果J'l、，一般的成形類模具很難有（yǒu）滿意的效果（guǒ）。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳（tàn）化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的（de）材料、具有極（jí）高的硬度(3 000I-IV以上)，加（jiā）上其膜基結合力很高，具有（yǒu）比一般模具材料或經其他表麵處理（lǐ）後高（gāo）得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍至（zhì）幾十倍地提高模具（jù）的使用壽命。其缺點是處理溫度高（gāo）．工件變（biàn）形大．上件CVD處理完以後．需另外重新加（jiā）熱淬火。而表（biǎo）麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫（wēn）度下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴格（gé），稍有不慎（shèn），表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼（gāng）模上的應甩，而主要應（yīng）用於硬質合金等無相（xiàng）變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對環境（jìng）汙染較大。"ID覆層處（chù）理國內又名（míng）熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱（rè）擴（kuò）散作用於工（gōng）件表麵形成一（yī）層數微米至數十微米的碳（tàn）化釩覆層。

"ID覆層處理的主要（yào）特點是：

①覆層硬度高．硬度可達3000I-IV左右（yòu）．具有極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於（yú）是通（tōng）過擴散形成的，所以（yǐ）覆層與基體具有冶金結（jié）合，這一點在成（chéng）形（xíng）類模具上的應用極其重（chóng）要（yào）；

③ID覆層處理後可以直接進行淬火．這一點特別適合於各類（lèi）模具鋼材；④ID覆層處理可（kě）以重複進行。

大量的實踐證（zhèng）明。在成形類模（mó）具上采用該技術具有其他表麵處理無法比擬（nǐ）的使用（yòng）效果，在（zài）一些場合具有比硬質合金更好的效果。由於ID覆層（céng）處理技術的（de）設備相（xiàng）對而言比較簡單，成本較低．無公害，目前該技術（shù）在日本、美國等都已得到廣泛的應（yīng）用 國內70年代即已開始研究該技術．到目（mù）前已有（yǒu）數十家單位對該技術進行過研究。通過（guò）十餘（yú）年的科研和實踐．已使該技術達到長期穩定生產的要求．並已成功應用到汽車、家（jiā）電、五餘製管（guǎn）、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥（gǔn）壓成形、冷鐓、粉末冶金等類（lèi）模具上（shàng），取得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件（jiàn）及模具凸、凹（āo）模表麵拉傷（shāng）問題的方法很多，對於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生（shēng）產批量、被加（jiā）工材料的種類等情況選擇相應的方法。在所（suǒ）有解決拉傷問題的方法中，以采用硬質合金為模具（jù）材料和對模具凸（tū）、凹模表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工件拉（lā）傷問題是（shì）粘（zhān）著磨損的結果，解決工件拉傷（shāng）問題的方法較多，應根據具體情況予以選擇。一般情況下．采用硬質合金為模具材料，對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆（fù）層處理（lǐ）足解決（jué）工件及（jí）模具凸（tū）、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方（fāng）法。